2025年6月6日
この論文では、自動給餌システムの設計、組み立て、およびプロトコルと、テザー光遺伝学的またはファイバー測光実験のための最小限の変更で標準的なげっ歯類ケージに実装できる代替の蓋とケージの変更について詳しく説明します。給餌システムは、時限給餌および/またはカロリー制限のための費用対効果の高いツールを提供します。
私たちは、マウスのダイエットパラダイムと食料不安のモデル化に興味を持っています。私たちの研究は、持続的な体重減少を誘発するためにカロリー供給を滴定することを目的としています。私たちは、さまざまな程度の体重減少に脳がどのように反応し、生殖生理学や社会的行動に影響を与えるかを理解することを目指しています。急性断食は、脳内の空腹シグナル伝達を活性化するのに十分です。私たちや他の人々は最近、空腹シグナル伝達が食物を求めるだけでなく、飢餓中の生存を促進する他の適応行動も誘発することを示しました。私たちの研究室は、空腹が脳内の特定のニューロン、回路を介して生殖生理学や社会的行動にどのような影響を与えるかを理解するために取り組んできました。今後、私たちは、ダイエットパターンや食料不安問題のモデルをよりよく表す、より良いカロリー制限手段を確立したいと考えていました。
当社のモジュール式給餌システムは、安価で容易に入手でき、ビバリウムで使用される標準的なケージに適応できます。また、テザー、光遺伝学、ファイバー測光実験のためのホームケージ設定を提供するため、利点もあります。当社の給餌システムは、食品の配達を段階的に調整し、希望の間隔で食品の割り当てを配る手段を提供します。カロリー制限プロトコルでは、1日1回食事を投与することは非常に一般的ですが、人間の食事や食料不安を模倣するのには不十分です。
[ナレーター]まず、1.5インチのカッティングホイールを備えた回転工具を使用して、20x25ミリメートルの正方形をマイクロアイソレーターケージの蓋に切り取ります。蓋の端から2.75センチメートルの位置に開口部を置き、ワイヤーラックの上の中央にあることを確認します。3Dプリンターを使用して、ブラケットを印刷して、自動フィーダーをケージの蓋に結合します。作成した穴にブラケットをスナップします。次に、オートフィーダーを固定されたブラケットにスライドさせます。時間制限のある実験の場合は、最初に給餌時間を設定します。オートフィーダーが完全に充電されていることを確認してください。次に、画面上の時間設定が点滅し始めるまで、設定ボタンを押し続けます。次に、上下の矢印を使用して、最初に希望するスケジュールされた給餌期間を選択し、この時点の割り当て数を設定します。自動フィーダーチャンバーに希望の餌の割り当てをロードし、各チャンバーに1.5グラム以下の標準的なげっ歯類のチャウが含まれていることを確認します。1つのチャンバーにテープまたは塗料でラベルを付けて、チャンバーの回転を監視し、食品の配達を確認します。繋がれた動物用のケージシステムを変更するには、厚さ3ミリメートルの透明なアクリル片をレーザーカットします。インサートは、ケージの上部にカチッとはめ込むタブで設計されており、パッチケーブルを通すための中央スリットを備えています。20x25ミリメートルの穴はオートフィーダーブラケット用で、20個の通気孔が空気の循環を可能にします。マイナスドライバーまたはウェッジツールを使用して、標準のマイクロアイソレーター蓋の穴あきトップカバーをこじ開けます。タブスロットからタブを慎重に外し、穴あきインサートとろ紙の両方を取り外します。1.5インチのカッティングホイールを備えた回転工具を使用して、穴あき上部とろ紙の下にある内部リブサポートグリッドを取り外します。切断後、ヤスリを使用して切断端を滑らかにします。次に、交換用のアクリル板インサートをケージの上部にはめ込みます。まず、プレート タブを短いエッジに沿ってタブ スロットにスライドさせ、続いて長いエッジの 1 つをスライドさせます。プレートが所定の位置にカチッと収まるまで軽く押します。ケージを外部ウォーターボトル用に改造するには、床から11ミリメートルのケージの短端を中心に直径50ミリメートルの穴を開けます。中央の穴の両側に、直径 6 ミリメートルの穴を 2 つ追加で開けます。次に、外部ウォーターボトルブラケットを3Dプリントします。キャリッジボルトを使用してブラケットをケージの底に取り付けます。最後に、シッパーまたはストッパーアセンブリを備えた50ミリリットルの円錐形チューブを外部ブラケットにはめ込みます。
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本研究では、齧歯類を用いた実験、特に時間制限給餌およびカロリー制限に特化して設計された自動給餌システムを提案します。本システムは、食事制限パラダイムや食糧不安のより優れたモデルを構築することを目的としており、カロリーの変化が生殖行動や社会行動に及ぼす脳の反応への理解を深めることを目指しています。
齧歯類モデルにおけるカロリー摂取量と給餌スケジュールの精密な制御は、代謝調節、老化、および行動神経科学に関するトランスレーショナルリサーチにおいて極めて重要です。この自動化されたホームケージ対応の給餌システムにより、時間制限給餌やカロリー制限のスケール可能で再現性のある研究が可能となり、初期探索パイプラインにおけるメカニズムのデリスキングと予測精度の向上を支援します。また、テザード方式のオプトジェネティクスやファイバーフォトメトリー実験への適応可能性により、神経行動学的エンドポイントを調査するクロスファンクショナルな研究開発チームにとっての価値がさらに高まります。
本システムは、標準的な齧歯類モデルを用いたカロリー制限、行動適応、および代謝調節に関する仮説駆動型研究を可能にすることで、基礎研究から前臨床研究へのシームレスな連携を実現します。